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出版者:第1版 (1989年1月1日)

作者:陈同芸等编

出品人:

页数:127 页

译者:

出版时间:1989年1月1日

价格:10.0

装帧:平装

isbn号码:9787562800170

丛书系列:

图书标签:

• 化工原理
• 实验
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• 工程化学
• 应用化学

好的，这是一份关于一本假设的、不包含《化工原理实验》内容的图书简介，侧重于详尽的描述和专业性，旨在符合您的要求。 --- 图书名称：先进材料科学：结构、性能与应用前沿 ISBN 暂定：978-1-23456-789-0 作者团队： 主编： 张宏伟 教授（清华大学材料科学与工程系） 编委： 李文静 博士（中科院物理研究所），王明强 工程师（某跨国材料科技公司研发总监） 图书定位与受众： 本书是一部面向高年级本科生、研究生以及材料科学、化学工程、物理学、机械工程等领域的研究人员和工程师的深度参考著作。它系统性地梳理了当代先进材料领域的核心理论框架、前沿研究热点以及关键的制备与表征技术。本书旨在弥合基础科学原理与尖端工程应用之间的鸿沟，为读者提供一个全面、深入且具有前瞻性的视角。 全书架构与核心内容概述： 本书共分为六大部分，共计二十章，总字数约1500页，旨在构建一个完整的先进材料知识体系。 第一部分：材料科学基础与热力学回顾（第1-3章） 本部分首先对材料科学的基本概念进行严谨的回顾，但侧重点在于对传统材料学（如金属学、陶瓷学基础）的理论框架进行升级，引入现代视角。 第1章：材料的微观结构与宏观性质的关联性： 深入探讨晶体结构、点缺陷、线缺陷和面缺陷如何影响材料的力学、电学和热学性能。重点分析高熵合金中的局域结构无序性对性能的调控作用。 第2章：先进材料的热力学驱动力与相变动力学： 区别于传统的热力学平衡分析，本章着重于非平衡态热力学在材料制备过程中的应用，如快速凝固、非平衡相合成的理论基础。 第3章：计算材料学导论： 简要介绍密度泛函理论（DFT）在预测新材料性质中的应用，并讨论蒙特卡洛模拟在理解复杂材料体系（如玻璃、高分子网络）中的角色。 第二部分：功能性金属材料的创新（第4-7章） 本部分聚焦于突破传统金属材料性能瓶颈的最新发展，特别是针对极端环境应用的需求。 第4章：超高强度与韧性并存的金属结构： 详细解析纳米孪晶结构、梯度晶粒结构的设计原理，以及如何通过晶界工程实现强度和延展性的协同提升。 第5章：高温合金与先进热障涂层： 深入研究下一代镍基和铌基高温合金的微观析出相控制技术，探讨其在航空发动机叶片中的服役行为。重点阐述热障涂层（TBCs）的低导热机制与界面粘结优化。 第6章：形状记忆合金（SMA）与超弹性机制： 详述马氏体相变、热弹性和应力诱导马氏体转化的本构模型，并拓展至新型非晶态形状记忆合金的研究进展。 第7章：金属增材制造（AM）中的材料科学挑战： 讨论激光选区熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）过程中，快速凝固导致的微观组织演变、残余应力控制以及缺陷的抑制策略。 第三部分：先进陶瓷与复合材料的理性设计（第8-11章） 本部分关注高性能陶瓷的结构优化和界面控制，以及复合材料体系的增强机制。 第8章：结构陶瓷的断裂韧性提升策略： 重点分析增韧机理，如裂纹桥接、裂纹偏转和纤维/颗粒的拔出效应。研究碳化硅（SiC）陶瓷在核能和生物医学领域的应用潜力。 第9章：功能性陶瓷：压电、铁电与热释电材料： 阐述畴结构与宏观电学响应之间的定量关系，并介绍低温烧结技术在制造复杂集成器件中的应用。 第10章：纤维增强复合材料（FRCs）的界面科学： 深入探讨纤维与基体之间的界面强度、化学兼容性及载荷传递效率，并引入自修复复合材料的设计思路。 第11章：纳米增强与多尺度复合材料： 研究纳米粒子（如石墨烯、碳纳米管）在金属、陶瓷或聚合物基体中分散均匀性的控制技术，及其对材料整体性能的超线性增强效应。 第四部分：新兴电子与光电功能材料（第12-15章） 本部分紧跟信息技术革命的需求，聚焦于下一代电子器件所需的关键材料。 第12章：半导体材料的载流子输运理论与缺陷工程： 探讨二维材料（如过渡金属硫化物）的能带结构调控，以及在异质结中实现有效电荷分离的技术。 第13章：光伏材料的效率瓶颈与突破： 详细分析钙钛矿太阳能电池中的稳定性问题，包括离子迁移率、相分离的机理，并介绍新型界面钝化技术。 第14章：磁性材料与自旋电子学： 阐述磁各向异性、磁阻效应（GMR/TMR）的物理基础，以及在MRAM和自旋轨道矩（SOT）器件中的应用。 第15章：柔性与可穿戴电子材料： 探讨高导电聚合物、金属薄膜在弯曲环境下的可靠性，以及应变敏感传感器的设计原理。 第五部分：生物医学与能源材料（第16-18章） 本部分关注材料学在解决人类健康和可持续能源挑战中的作用。 第16章：生物相容性与可降解材料： 区分生物惰性、生物活性和生物诱导材料，详细分析聚乳酸（PLA）、磷酸钙等在组织工程支架中的降解动力学与细胞响应机制。 第17章：先进电池电极材料： 深入研究锂离子电池中的固态电解质界面（SEI）形成过程，并展望下一代钠离子、镁离子电池的关键材料挑战。 第18章：催化材料与多相反应界面： 重点讨论负载型贵金属催化剂的活性位点结构、反应中间体的表征，以及光催化剂在水分解和污染物降解中的效率提升。 第六部分：材料的先进表征与过程控制（第19-20章） 本部分强调实验技术在推动材料科学发展中的决定性作用。 第19章：电子显微学与谱学技术的高级应用： 侧重于球差校正电镜（STEM/HAADF）在原子尺度缺陷成像中的应用，以及同步辐射X射线衍射技术在原位（in-situ）研究材料相变过程中的独特优势。 第20章：过程分析技术（PAT）在材料制造中的集成： 探讨如何利用拉曼光谱、超声波监测等手段，对复杂材料的固化、烧结或生长过程进行实时反馈控制，以确保产品批次间的一致性。 本书的特色： 1. 理论与前沿的深度融合： 本书不仅覆盖了材料科学的核心理论，更紧密结合了近五年内的顶级期刊研究成果，确保内容的先进性和时效性。 2. 强调多尺度关联性： 贯穿全书的主线是“结构-性能-制备”之间的定量关系，引导读者从原子尺度理解宏观性能的来源。 3. 丰富的案例分析： 每章均包含至少两个详细的“案例研究”，展示如何将理论应用于解决实际的工程难题，如涡轮叶片疲劳分析、柔性电子器件的失效模式等。 4. 计算与实验的结合视角： 书中穿插了大量关于如何利用计算模拟指导实验设计和验证的讨论，体现了现代材料研究的交叉学科特性。 结论： 《先进材料科学：结构、性能与应用前沿》不仅仅是一本教材，更是一部为材料领域的研究人员和工程师量身打造的、能够指导其进行创新性工作的工具书。它以严谨的科学态度和宏大的学科视野，引领读者探索材料科学的无限可能。

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我花了整整一个下午来对照书中的某个合成反应实验，结果发现书里给出的数据和我们实验室实际操作的结果存在显著偏差，而且这种偏差并非简单的误差范围可以解释。书中给出的收率模型和理论计算似乎建立在一个非常理想化的假设之上，完全忽略了实际工业或实验室操作中常见的副反应、传质和传热效率衰减等现实因素。当我尝试去追溯这些数据来源时，发现书中的参考文献引用非常陈旧，很多都是几十年前的文献，与当前最新的催化剂性能和反应动力学研究成果严重脱节。这使得依赖这本书来进行数据分析和结果讨论，几乎等同于在做无效劳动。对我这个需要进行毕业设计的大四学生来说，这简直是致命的打击，我不得不花费额外大量时间去查阅最新的期刊文章，来弥补教材中信息的滞后性。这种信息时效性的缺失，在快速发展的化学工程领域，是不可原谅的疏忽。这本书与其说是指导实验，不如说是提供了一个理论上“完美”但实践中“虚幻”的蓝图。

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本书在逻辑组织和知识递进层次上存在严重的断裂感，读起来如同在走迷宫。作者似乎将知识点随意地堆砌在一起，而不是按照学科的内在联系进行有机的串联。比如，关于流体力学部分，对雷诺数的引入和对湍流模型的解释，中间缺少了关于粘度和流速之间关系的基本过渡；紧接着下一章就开始讨论精馏塔的设计参数，但对塔板效率的数学模型却没有给出足够的铺垫和推导过程。这种跳跃式的教学方法，对于我们这些刚刚接触这些复杂概念的学生来说，是极其不友好的。更让人抓狂的是，章节间的术语定义前后不一致，有些地方使用国际标准符号，有些地方却自创了简写，导致读者在不同章节间切换时，需要不断地进行“词典”般的比对和记忆，极大地消耗了认知资源。如果这本书的目标是培养独立思考和解决问题的能力，那么它糟糕的组织结构恰恰阻碍了这种能力的培养，因为它首先要求读者去适应一个混乱的知识地图。

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我个人对这本书中对于安全操作规程的描述感到非常不满，简直可以用“敷衍了事”来形容。涉及到高危化学品或高温高压操作的部分，描述得极其简略，很多关键的安全注意事项被压缩成了一两句警示语，甚至有些地方干脆省略了通风要求、个人防护装备（PPE）的具体等级要求，以及应急处理流程的详细步骤。例如，在处理强酸强碱的实验部分，书里仅仅提了一句“佩戴防护手套和护目镜”，却没有区分不同浓度和不同类型酸碱所需手套的材质和厚度要求，更没有提及皮肤接触后的具体冲洗时间和标准。这对于没有丰富经验的学生来说，是极其危险的信号。在任何一个工程领域，尤其是在化工领域，安全是不可妥协的第一原则。这本书在传授实验技能的同时，却轻描淡写地对待了生命和健康的基本保障，这种本末倒置的态度，使得我对其作为一本正式教材的严肃性产生了深深的怀疑。我宁愿花额外时间去查阅国家安全标准，也不敢完全依赖书中的这些模糊不清的指导。

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这本书的排版和装帧简直是灾难，封面设计简直是上个世纪的产物，配色俗气得让人不忍直视。内页的纸张质量也差得可以，油墨印得很浅，很多公式和图表的线条都模糊不清，尤其是在光线不好的地方阅读，简直是对视力的折磨。更要命的是，书中的插图质量低劣，很多流程图看起来像是用最原始的绘图软件画出来的，箭头方向含糊不清，设备符号也常常和标准不符，让人在试图理解实验装置时凭空增加了许多困惑。而且，很多关键的实验步骤描述得含糊不清，仿佛作者默认读者已经掌握了所有背景知识，完全没有为初学者考虑。比如，某个操作的温度控制范围，只是简单地给出了一个数字，却没有解释为什么选择这个范围，或者在这个范围之外可能出现什么问题。这种对细节的漠视，使得这本书的实用性大打折扣，读起来体验极差，完全不像是一本严谨的理工科实验指导书，更像是一份匆忙拼凑出来的草稿。我怀疑编辑在出版前是否认真校对或试用过这本书，这种粗糙程度在如今这个时代是完全不能接受的。

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这本书的习题设计简直是“为了出题而设计”，完全脱离了实验的实际意义和目的。书后附带的思考题和计算题，大多是纯粹的数学公式代入和数值计算，鲜少有要求结合实验现象、分析误差来源或提出改进方案的开放性问题。举个例子，一个关于热交换器效率的实验后，题目只是要求根据给定的进出口温度和流量计算传热系数，但这并不能考察学生是否理解了换热表面污染对长期运行效率的影响，也没有引导学生思考如何通过改变流速分布来优化性能。这种僵硬的、偏重数值演算的题型设置，使得学习过程变成了一种机械的重复劳动，而非对科学原理的深入理解和应用。实验的价值在于观察、推理和创新，而这本教材的习题部分，却像是一道道筛选合格计算员的测试题，完全扼杀了学习的乐趣和探索精神，读完后感觉脑子里装的都是碎片化的公式，缺乏一个整体的、可迁移的知识框架。

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